DC-lähteet

Tasavirta on virta, joka melkein (koska maailmassa ei ole mitään täydellistä) muuttuu ajan myötä, ei suuruudessa eikä suunnassa. Historiallisesti ensimmäiset tasavirtalähteet olivat yksinomaan kemiallisia. Aluksi niitä edustivat vain galvaaniset kennot, ja myöhemmin paristot ilmestyivät.

Galvaanisilla kennoilla ja akkuilla on tarkasti määritelty napaisuus, ja virran suunta niissä ei muutu spontaanisti, joten kemialliset virtalähteet - nämä ovat periaatteessa tasavirtalähteitä.

Galvaaninen kenno

AA AA -akku on erinomainen esimerkki modernista galvaanisesta kennosta. Sylinterimäinen alkaliparisto (jota he haluavat kutsua alkaliseksi, kun taas sana alkalinen käännetään alkaliseksi) sisältää kaliumhydroksidiliuosta elektrolyyttinä sisällä. Mangaanidioksidi on akun positiivisessa navassa ja jauheen muodossa oleva sinkki on negatiivisessa paikassa.

Kun ulkoinen akkupiiri suljetaan kuormalle, anodissa (negatiivinen napa) tapahtuu sinkin hapettumisen kemiallinen reaktio, ja samalla reaktio, jossa tetravalentti mangaanioksidi pelkistyy kolmiarvoiseksi mangaanioksidiksi, tapahtuu katodilla (positiivinen napa).

Seurauksena elektronit kulkevat negatiivisesta navasta kohti positiivista napaa ulkoisen kuormapiirin läpi. Näin tasavirtalähde toimii - galvaaninen kenno.

Kemiallinen prosessi galvaanisessa kennossa ei ole palautuva, ts. Yrittää ladata sitä on turhaa. Uuden sormen akun napojen välinen jännite on 1,5 volttia, mikä johtuu kemialliseen reaktioon osallistuvien aineiden potentiaaleista sen sisällä.

akku

Litium-ioniakku, toisin kuin akku, voidaan ladata uudelleen purkamisen jälkeen, koska siinä oleva kemiallinen prosessi on palautuva. Ulkonäöltään akku toimii kuin akku, ts. Se myös antaa vain tasavirtaa kuormapiirille, mutta akun kapasiteetti on yleensä suurempi kuin suunnilleen samankokoisen akun.

Litiumpariston purkautumisen aikana anodilla tapahtuva kemiallinen reaktio (negatiivinen elektrodi) koostuu litiumin erottamisesta hiilestä ja sen muuttamisesta suolaksi katodilla (positiivinen elektrodi). Ja ladattaessa litiumionit siirtyvät jälleen hiilen anodiin.

Litium-ioni-akun napojen potentiaaliero voi olla jopa 4,2 volttia. Suurin virta riippuu akun sisällä olevien elektrodien vuorovaikutusalueesta elektrolyytin kanssa ja vastaavasti toistensa kanssa.

generaattori

Teollisessa mittakaavassa tasavirta saadaan käyttämällä DC-generaattorit. Sellaisen koneen staattorissa on pääsääntöisesti kiinteät magneetit tai sähkömagneetit, jotka aiheuttavat EMF: n pyörivissä piireissä sähkömagneettisen induktion lain mukaisesti.

Kiertävät piirit on kumpikin kytketty harjakeräinkokoonpanon kosketuslevyihin, joiden kautta syntyvä virta poistetaan kiinteiden harjojen läpi ja kuormapiiriin. Koska ääriviivat ovat kosketuksissa positiivisten ja negatiivisten harjojen kanssa vain ohittaessaan staattorin tiettyjen magneettinapojen, virta ulkoisessa piirissä saadaan tasasuunnatun muuttujan avulla, ts. Pulssivakiona.

Virran suuruus riippuu johtimien poikkileikkauksesta, staattorin magneettikentän induktiosta ja staattorin alueesta. Jännitteen suuruus - generaattorin roottorin pyörimisnopeudesta ja staattorin magneettikentän induktiosta.

Aurinkokenno

Aurinkopaneelit tarjoavat myös tasavirtaa.Valokennoon putoavat auringonvalon fotonit aiheuttavat positiivisesti varautuneiden reikien ja negatiivisesti varautuneiden elektronien liikkumisen pn-liitoksen läpi, ja siten ulkovirtaan saadaan tasavirta.

Mitä suurempi aurinkokennojen kokonaispinta-ala - sitä enemmän elektronia ja reikiä osallistuu virran muodostukseen, sitä enemmän virtaa voidaan saada aurinkoakusta. Aurinkoakun generoima jännite riippuu auringonvalon voimakkuudesta ja sarjaan kytkettyjen valokennojen määrästä, jotka ovat osa aurinkoakun suunnittelua.

Muuntaja, jossa tasasuuntaaja

Aikaisemmin sähkölaitteissa tasavirran saamiseksi, kun ne saavat virtalähteen kotitalouksien vaihtovirtaverkosta, virtalähteitä, joissa oli muuntaja, rautaa käytettiin hyvin usein. Verkkovirtajännite laskettiin muuntajan avulla ja tasasuunnattiin sitten putken tai diodi tasasuuntaaja.

Tällaisessa piirissä olevan tasasuuntaajan jälkeen on aina ainakin vähintään koostuva suodatin kondensaattori, ja parhaassa tapauksessa - kondensaattorista ja induktorista ja jopa transistorin jännitesäätimestä, varsinkin jos virtalähteen on oltava säädettävissä.

Jännite sellaisen virtalähteen ulostulossa riippuu muuntajan toisiokäämin kierrosta, ja maksimivirta-arvo riippuu muuntajan nimellistehosta.

Kytkentävirtalähde

Nykyään tasavirran tuottamisessa käytettävissä elektronisissa laitteissa rautaa käyttäviä matalataajuusmuuntajia sisältäviä virtalähteitä ei juuri käytetä, ne tuli korvaamaan kytkentävirtalähteet. Niissä puhdistettu verkkojännite pienennetään ensin suurtaajuusmuuntajalla ja transistorikytkimillä, ja sitten tasasuuntataan. Virta johdetaan suodattimen läpi suodatinkondensaattoriin.

Kytkentävirtalähteen rakenne on paljon pienempi kuin rautaisella muuntajalla. Mutta lähtövirralla on enemmän melua. Siksi erityistä huomiota kiinnitetään lähtövirran suodattamiseen kuormaan, kun suunnitellaan kytkentävirtalähteitä.

Kytkentävirtalähteen jännite riippuu elektronisen piirin laitteesta, ja maksimivirta riippuu korkeataajuusmuuntajan koosta ja piirin elektronisten komponenttien laadusta.

Kondensaattori ja ionistori

Tietyssä mielessä sähkökondensaattoria voidaan kutsua suoran sähkövirran lähteeksi. Kondensaattori kertyy sähköenergiaa vakiona olevan sähkökentän muodossa levyjensä välillä, ja voi sitten antaa tämän energian tasavirran tai pulssipurkauksen muodossa. Sekä se että toinen tosiasiassa - tasavirta, joka eroaa vain ilmentymisen kestosta.

Mutta nykyään elektrolyyttikondensaattoreita on saatavana valtavalla kapasiteetilla tuhansia tai enemmän mikrofaradia. Erityinen kondensaattori on ionistori (superkondensaattori) - Se vie välipaikan akun ja kondensaattorin välillä.

Kemialliset prosessit ionistorissa etenevät melkein samalla nopeudella kuin kondensaattorissa, mutta toisin kuin akku, ionistorilla on alhaisempi sisäinen vastus, mikä tekee mahdolliseksi saada ionisaattoreista suuret suorat virrat pidemmäksi ajaksi. Mitä suurempi kondensaattori on, sitä suurempi ja pidempi virta voidaan saada siitä.

Kuinka AC oikaisu?

DC-jännitteen säätö

Mikä virta on vaarallisempi, suora tai vaihtuva?

Kuinka anturit ja puristusmittarit toimivat tasa- ja vaihtovirran mittaamiseen